Bahnbrechende Technologien für unser Klima: Die direkte elektrokatalytische CO2 Umwandlung

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Lesedauer 2 Minuten.

Wolfgang Schöfberger, Professor am Institut für Organische Chemie der Johannes Kepler Universität Linz

Die Welt-Meteorologie Organisation (WMO) hat einen neuen Klimabericht veröffentlicht und warnt erneut vor dem Überschreiten der 1,5 °C-Schwelle [1]. Demnach könnten die Durchschnittstemperaturen schon in den nächsten fünf Jahren zeitweise die Marke von 1,5 Grad überschreiten. Die Wahrscheinlichkeit, dass dies in den nächsten fünf Jahre mindestens einmal passiert, läge bei 50 %. Der Wert von 1,5°C ist ein Indikator für den Punkt, an dem die Klimaauswirkungen für die Menschen und den gesamten Planeten zunehmend schädlich werden. Da die Reduktion der CO2-Emissionen alleine leider nicht ausreichen wird, müssen auch andere Wege wie z.B. die Speicherung und Verwertung von CO2 verstärkt angegangen werden. Ein möglicher Ansatz dazu ist die Verwertung durch eine elektrochemische Reduktion von Kohlendioxid zu Brennstoffen wie Methan, Methanol, Ethanol, einer sogenannten „Dream Reaction“, an der bereits seit mehr als einem Jahrhundert geforscht wird. Wenn die elektrische Energie, die für diese Umwandlung notwendig ist, aus erneuerbaren Energien aufgebracht werden kann, wird ein völlig nachhaltiger und klimafreundlicher Zyklus ermöglicht. Das Team des „SchoefbergerLabs“ an der Johannes Kepler Universität Linz hat neue molekulare Katalysatoren erfunden, die CO2 effizient auf günstigen Kohlenstoff-Papier-Elektroden in Kohlenmonoxid (CO), Ethylen, Methanol, Ethanol oder Essigsäure umwandeln können. Die so entstandenen Produkte können unter Verwendung bestehender Technologien in eine Reihe nützlicher Chemikalien umgewandelt werden, wodurch ein effizienter Weg zur Nutzung von CO2 offensteht. Langzeitversuche an einer typischen Rauchgasmischung (CO2, NOx, O2, O2, CO) bestätigten, dass die Katalysatoren aktiv bleiben und ein Hochskalieren des Prozesses möglich ist. Im Rahmen eines FFG Projekts wird nun eine Versuchsanlage an der JKU gebaut und bis Ende 2023 fertiggestellt. Diese Laboranlage wird danach für Unternehmen zu Demonstrationszwecken zugänglich sein.

Die wissenschaftlichen Arbeiten werden vom Fonds zur Förderung der wissenschaftlichen Forschung (FWF), der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) und dem Land Oberösterreich unterstützt. Die Forschungsergebnisse wurden unter anderem in den Fachjournalen Nature Communications und Angewandte Chemie publiziert. [2-4]

Artikel in der OÖ Nachrichten Online Ausgabe

Referenzen

  1. WMO Klimabericht: https://hadleyserver.metoffice.gov.uk/wmolc/WMO_GADCU_2022-2026.pdf
  2. Molecular Cobalt Corrole Complex for the Heterogeneous Electrocatalytic Reduction of Carbon Dioxide, S. Gonglach, W. Schöfberger* et al., Nat. Commun. 2019, 3864. https://doi.org/10.1038/s41467-019-11868-5
  3. Electrocatalytic Reduction of CO2 to Acetic Acid by a Molecular Manganese Corrole Complex, S. Gonglach, W. Schöfberger* et al., Angew. Chem. 2020, 59, 26, 10527. https://doi.org/10.1002/anie.202000601
  4. Tuning the Electronic Properties of Homoleptic Silver(I) bis-BIAN Complexes towards Efficient Electrocatalytic CO2, Reduction, D. Krisch, W. Schöfberger* et al. 2022, Catalysts 12, 5: 545. https://doi.org/10.3390/catal12050545


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